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introduction of novel fatty acid desaturase activities by hybridization in flatfishes

Research Project

Project/Area Number 19K22329
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research InstitutionTokyo University of Marine Science and Technology

Principal Investigator

Yoshizaki Goro  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70281003)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
KeywordsDPA / 脂肪酸代謝 / 異体類 / 脂肪酸不飽和化酵素 / EPA / シタビラメ / DHA / fads2 / Fads2 / ドコサヘキサエン酸 / 雑種
Outline of Research at the Start

植物油に含まれるα-リノレン酸(ALA)からドコサヘキサエン酸(DHA)を作るには2段階の炭素鎖数の延長と3か所に二重結合の導入(不飽和化)が必要である。一般に海産魚はこれら何れかの反応を司る酵素を欠損しているため、DHAを合成できない。申請者は、熱帯域に生息する小型シタビラメ類が、ALAからDHAを合成する際に必須な全ての不飽和化活性を持つFADSを持つことを発見した。本研究では、日本産の食用シタビラメ類と本熱帯産種を交雑することで、食用種の特徴を具備しDHAも合成可能な新品種を作出する。

Outline of Final Research Achievements

Sperm from Brachirus villosus, a freshwater species that retains a trifunctional fatty acid desaturase, were inseminated in seawater with unfertilized eggs of zebra sole, resulting in the formation of embryoid bodies, albeit in small numbers. To confirm that these F1 individuals were definitely hybrids, DNA analysis confirmed that they retained two alleles derived from both parental species. However, subsequent growth and even fatty acid metabolic activity could not be verified in this project, and this remains as a future issue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来淡水魚の精子は環境浸透圧の低下によって運動を開始するといわれてきたが、本研究では淡水産シタビラメの精子が海水中においても活性化可能であることが示された。この点は精子の活性化機構の全容を理解するうえで極めて意義深い発見である。本課題では生残性の雑種を得ることができなかったが、本課題を発展させることでDHAをALAから合成可能な雑種を作出することができれば、養殖生産時の魚油の使用量を大幅に減少させることが可能である。これは持続的食糧生産に大きく貢献するものとして期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Flatfishes colonised freshwater environments by acquisition of various DHA biosynthetic pathways2020

    • Author(s)
      Matsushita Yoshiyuki、Miyoshi Kaho、Kabeya Naoki、Sanada Shuwa、Yazawa Ryosuke、Haga Yutaka、Satoh Shuichi、Yamamoto Yoji、Str?ssmann Carlos Augusto、Luckenbach John Adam、Yoshizaki Goro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 516-516

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01242-3

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes2019

    • Author(s)
      Ishikawa Asano, Kabeya Naoki, Ikeya Koki, Kakioka Ryo, Cech Jennifer N., Osada Naoki, Leal Miguel C., Inoue Jun, Kume Manabu, Toyoda Atsushi, Tezuka Ayumi, Nagano Atsushi J., Yamasaki Yo Y., Suzuki Yuto, Kokita Tomoyuki, Takahashi Hiroshi et al.
    • Journal Title

      Science

      Volume: 364 Issue: 6443 Pages: 886-889

    • DOI

      10.1126/science.aau5656

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] DHAを自ら合成できる海産魚新品種の開発を目指した 魚類脂肪酸不飽和化酵素の機能改変2022

    • Author(s)
      松下芳之、木村隆志、壁谷尚樹、矢澤良輔、宇治督、吉崎悟朗
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カレイ目ウシノシタ科魚類においてDHA合成酵素遺伝子の独立した遺伝子重複が導いた多機能性獲得への収斂進化2021

    • Author(s)
      松下芳之、壁谷尚樹、千葉瑞萌、矢澤良輔、吉崎悟朗
    • Organizer
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子情報に基づくキンメダイ飼育技術の構築2021

    • Author(s)
      吉崎悟朗、木村和紀、松下芳之、鈴木聡志、永倉靖大、木南竜平、野田浩之、髙木康次、岡本一利、三輪美砂子、芳賀 穣、佐藤秀一、壁谷尚樹
    • Organizer
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脂肪酸不飽和化酵素遺伝子ノックアウトゼブラフィッシュの表現型解析2021

    • Author(s)
      秋庭陽介・松下芳之・脇健太郎・壁谷直樹・芳賀穣・佐藤秀一・吉崎悟朗
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 海産回遊魚サンマにおけるDHA合成酵素の機能解析: サンマはDHAを自ら合成できる2021

    • Author(s)
      松下芳之・川村 亘・壁谷尚樹・矢澤良輔・吉崎悟朗
    • Organizer
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 海産肉食性回遊魚であるサンマは完全なDHA合成経路をもつ2020

    • Author(s)
      松下 芳之、川村 亘、壁谷 尚樹、矢澤 良輔、吉崎 悟朗
    • Organizer
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Structural basis of the trifunctionality of fatty acid desaturase in the freshwater sole Brachirus villosus from Papua New Guinea2019

    • Author(s)
      Yoshiyuki Matsushita、Goro Yoshizaki
    • Organizer
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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